铝电解废阴极炭块中氟化钠浸出动力学研究

废阴极炭块是铝电解槽大修时产生的危险固体废弃物,由于长期受到电解质的侵蚀而含有大量可溶性氟化物,堆存或填埋处理将造成严重的环境污染。主要研究了废阴极炭块中氟化钠的浸出动力学,揭示了温度、粒度、液固比等因素对铝电解废阴极炭块中氟化钠浸出的影响。结果表明:在液固比25mL/g、温度85℃、粒度0.058~0.075mm的条件下浸出1h,可溶氟浸出率可达98.9%,浸出渣中可溶氟含量为83.53mg/L,低于100mg/L的安全排放标准,可实现废阴极炭块的无害化处理;浸出过程符合固体膜层内扩散控制的收缩核模型,表观活化能为8.97kJ/mol。

高温电煅炉耐火保温层热应力耦合数值模拟研究

采用热应力耦合数值模拟方法,对电煅炉耐火保温层的传热特性和热应力-应变情况进行了数值分析。数值模拟研究了炉膛内壁温度、耐火保温材料类型和厚度等因素对炉衬温度及应力-应变场分布的影响。结果表明:炉膛内壁温度越高,耐火保温层的高温区越大,应力和位移绝对值也越大;采用纳米微孔板沿x方向替代部分陶瓷纤维板,可使外壁面温度降低59.8℃,提高了保温效果,但却增加了耐火层和1600陶瓷纤维板层的应力和位移绝对值;不改变耐火保温层总厚度,耐火层厚度增加10 mm,x、y方向位移绝对值增大均可达0.12 mm,耐火层厚度减少10 mm,x、y方向位移绝对值减少均可达0.1 mm。

电煅无烟煤微观结构特征研究

以国外某矿区无烟煤为原料,采用工业用高温电阻炉制备了电煅无烟煤A(~1700℃)和电煅无烟煤B(~1900℃)。用孔结构分析仪、X射线衍射仪、真密度测试仪及焦粒电阻率测试仪分别研究了电煅无烟煤A和电煅无烟煤B的孔结构、石墨化度、真密度和电阻率等。研究表明:电煅无烟煤孔隙形状以裂隙状为主,同时含有少量瓶颈形孔,并且经过更高温处理,电煅无烟煤B出现更多裂隙,部分孔壁坍塌,使得其孔比表面积和孔容显著增大,孔连通性变好。更高的煅烧温度有利于挥发分、水分和杂质分子的排除,使碳原子排列趋向于芳香结构,石墨化程度进一步提高,真密度增大,电阻率降低。